變電站SF6斷路器檢修技術研究

賈　明，李文超，周　興，周葛城（國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004）

變電站SF6斷路器檢修技術研究

賈明，李文超，周興，周葛城（國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004）

SF6氣體是斷路器中的常用氣體，具有耐電強度高、滅弧性能強、不易液化、化學性質穩定等特點。現如今，SF6斷路器運行條件越來越復雜，在制造和安裝過程中也容易出現質量隱患，而這些都會造成SF6斷路器故障問題。因此，加強對于變電站SF6斷路器的故障檢測和處理至關重要。對此，本文首先對變電站SF6斷路器進行了介紹，然后結合案例對變電站SF6斷路器故障檢修技術進行了詳細探究，以期保障SF6斷路器正常運行。

變電站；SF6斷路器；檢修

1　引言

現如今，科學技術發展迅速，電力系統也在不斷進步，SF6斷路器逐漸取代傳統的油斷路器，并且已經成為電力系統中十分重要的組成設備。由于不同SF6斷路器的型號、電壓和質量是不同的，因此，SF6斷路器日常檢修難度較大。為了更好的發揮SF6斷路器的應用優勢，必須加強SF6斷路器的檢修和維護。

2　變電站SF6斷路器概述

2.1SF6氣體的優點

SF6斷路器的介質為SF6，SF6氣體的主要作用是絕緣和滅弧。另外，SF6具有帶負電特性，因此，在實際應用過程中，SF6氣體能夠準確抓住電流中的自由電子，然后將自身負電與自由電子進行有效結合，從而將自由電子轉變為負離子。在離子的移動過程中，其導電性會逐漸下降，在這種情況下，電子的恢復速度不斷加快，同時電弧介質強度也會逐漸增加，而這就會促進滅弧功能的發揮。

2.2SF6斷路器應用優勢

①SF6斷路器的可存放量較小。由于SF6斷路器的主要部件是由彈簧組合而成的，因此在生產過程中，要想使斷路器的使用性能更強，就要采用材質較好的彈簧作為材料。此外，SF6斷路器的運輸效率很高，檢修操作十分簡單。②SF6斷路器檢修的時間間隔較長。在生產線外的使用中，由于SF6斷路器可以進行多次斷路，且規定的檢修時間一般是10年，因此檢修工作不會耗費大量的人力。③SF6斷路器的絕緣支撐少。因為SF6斷路器的結構比較清晰、易懂，所以在實際使用中，它的絕緣支撐數量有可能會下降。④SF6斷路器的滅弧時間短。在實際應用中，SF6斷路器可能會受到很大的力，從而導致滅弧間隔減小，并且運行的空間也相應縮小。

3　變電站SF6斷路器故障檢測原理

SF6斷路器的在線檢測與故障診斷系統的技術基礎是傳感器技術和微電子技術，在檢測過程中，首先需要對SF6斷路器運行狀態相關參數以及狀態量進行實時監測，然后對SF6斷路器實時運行狀態參數、環境條件以及實際運行情況進行綜合分析，從而對可能出現故障的性質、類別、程度、原因、部位、發展趨勢和破壞程度進行分析判斷，并據此制定一個維修、調整、治理的策略加以實施，從而消除SF6斷路器故障，使其工作正常。

SF6斷路器的性能指標主要有絕緣性能、滅弧性能、密封性、微水含量等。SF6氣體密度值直接影響斷路器滅弧性能與絕緣性能，如果斷路器內微水含量上升，斷路器內部存在故障，SF6將會發生一些化學反應生成其它分解產物，不僅會腐蝕斷路器，還會威脅工作人員人身安全。因此，SF6在線監測和故障診斷系統通過監測SF6氣體密度值、分解物體積分數就能夠判斷SF6絕緣性能、氣體泄露和內部故障情況。

4　變電站SF6斷路器檢測技術

4.1SF6傳統檢漏方法

SF6電氣設備傳統且經典的檢漏方法可主要歸納為下面的兩大類。①定性檢漏：包括抽真空法、定性檢漏儀探測法、肥皂泡法、密度繼電器報警法。②定量檢漏：包括局部包扎法、掛瓶法、壓降法和扣罩法等。從電氣設備實際運行經驗和實際生產應用來看，定量檢漏因包扎體積只能估算，且檢漏過程繁復，所以現場很少采用；定性檢漏因受溫度、風力等環境因素的限制，應用也有很大的局限性。它們共同特點是都屬于接觸類檢測法，設備不停電時存在很大的安全隱患。

4.2帶電檢測技術

現如今，較為常用的SF6檢漏帶電檢測技術包括電子捕獲型、紫外線電離型、高頻振蕩無極電離型、負電暈放電型以及鉑絲熱電子發射型，近年來，光聲光譜檢測技術、超聲波檢漏技術和激光檢漏技術發展迅速，并且也被逐漸應用于SF6檢漏帶電檢測中。激光成像檢漏技術主要是利用反射理論及紅外吸收理論。這種技術需要一定背景作為反射面，且檢漏儀體積大、質量重，存在檢測死角，對其應用推廣形成一定的局限性。SF6紅外檢漏技術有效的彌補了以上缺陷，廣泛的應用帶電檢測技術中。

4.3變電站SF6斷路器檢測實例

某110kV變電站，某110kV出線193斷路器氣體壓力低報警，當時氣壓為0.57MPa，低于額定氣壓0.60MPa，檢修人員到現場后采用傳統的手持式SF6檢漏儀對斷路器進行了全面檢查，未發現明顯的漏氣部位；采用激光成像檢漏儀，因SF6斷路器結構原因，使得檢測存在死角，也未發現明顯的漏氣部位；采用FLIRGF306型紅外檢漏儀到現場進行精確檢測，檢漏時未受到斷路器結構的限制，紅外檢漏儀所對的位置為漏氣的位置，發現該斷路器B相氣管與極柱連接處存在較嚴重的漏氣現象，并對其漏氣部位進行了精確定位。

檢修人員對該斷路器B相氣管與極柱連接處進行了解體檢查，發現逆止閥與對接頭連接螺母內的O型密封膠圈有壓擠現象，取下O型密封圈發現其存在嚴重的老化變形現象，并且膠圈本身由于壓擠產生了多處裂痕。漏氣正是由于O型密封膠圈存在變形及多處裂痕導致的密封不嚴所致，檢修人員對密封膠圈進行了更換，處理完成后，對斷路器重新進行了全面的紅外檢漏檢查，未發現其存在其他漏氣部位，缺陷消除送電后，進行了兩次跟蹤復測，至今該斷路器未再發生類似缺陷。

5　變電站SF6斷路器常見故障維修方法

5.1微水含量超標故障及處理對策

如果滅弧室中SF6氣體水分含量超標，則會直接影響開關絕緣性以及正常功能的發揮。造成SF6開關微水含量超標的原因有內在因素和外在因素，因此，要從內外方面入手來解決處理。①外部處理措施。更換抽真空管，并對關鍵性設備，例如減壓閥、三通連管等實施烘干處理，使其重新回歸干燥狀態，并用真空計來檢查、探測抽真空管的真空水平，重新沖入N2，并著重檢查泄漏點，對存在泄漏的部位，重新實施換墊處理。②內部因素處理。由于SF6微水含量超標，其內部絕緣部件已經受損，所以對開關實施全天候的抽真空處理，同時維持低真空度，再向其內部填充純度較高的N2。

5.2氣體泄漏故障及處理對策

在斷路器實際運行過程中，SF6氣體很可能發生泄漏，此時氣壓將驟然下降，因此很容易產生危險隱患。一旦失去絕緣氣體的保護，斷路器則很可能出現爆炸危險，更嚴重的是，流入空氣中的氟化硫氣體含有毒性，會損害人體健康，帶來人身事故危機。出現氣體泄漏故障的原因主要有：密封墊變質、腐化，瓷套完整度下降，出現裂痕，管道失去良好的密封度以及其他的設備未能牢固接觸等。對于氣體泄漏問題，可以采取以下處理方法：①確認SF6氣體泄漏，首先要疏散人流，防止人扎堆、聚集，維護人身安全；②及時搶修，需要專業搶修人員穿上防護設備開展搶修，再通過檢漏儀來深入細致地檢查泄漏點，并做好補氣工作。

5.3接觸電阻故障及處理對策

引發接觸電阻故障的因素相對復雜，例如觸頭外部遭到腐蝕或者有污染性物質附著于觸頭表層，接觸壓力降低，導致電流流通時，觸頭發熱，附近的絕緣層遭到腐蝕灼燒，從而出現熔化、斷裂等現象，導致斷路器最終無法像以前一樣跳閘，還會出現拒動問題。對此，必須做好檢修工作，重點檢測接觸電阻，同時還要檢查斷路器一次導電回路能否處于常規運轉狀態。

5.4液壓操作系統壓力失常故障及處理對策

對于液壓操作系統來說，其油體壓力一般應該維持在31.7～32.8MPa之間，通過狀態檢測后，如果發現油壓過高或過低，則說明可能會發生故障。導致系統壓力失常的原因很多，主要來自于油回路故障、電氣回路故障等，對此可以采取以下解決對策：①深入查看各項開關以及相關設備，例如接觸器等，檢查觸點有無損壞。同時檢查接觸器，分析其是否存在非正常運轉現象，檢查其表層有無污漬、灰塵等，做好清理工作。②檢查儲存器。查看其是否存在N2泄漏現象，以及其內部是否粗糙，同時也要及時調換密封圈。③檢查壓力表。分析其運轉有無失靈，誤測量等現象，當發現其無法準確測壓時則要考慮更新壓力表。

6　結語

綜上所述，SF6斷路器是變電站中十分重要的設備，一旦出現故障問題，則很容易對電網正常運行造成不良影響，導致電路設備受到破壞，其危害性比較高。對于SF6斷路器檢修工作，一般可以采用SF6傳統檢漏方法或者帶點檢測技術，常見SF6斷路器故障主要有微水含量超標、氣體泄漏、接觸電阻故障以及液壓操作系統壓力失常，對于故障問題，必須首先查明故障問題產生原因，然后有針對性的采取有效措施解決，這樣才能夠有效控制故障問題影響范圍，并降低損失，維護電網安全。

［1］韋曉輝.基于變電檢修中包含的SF6斷路器的特點進行維護措施分析［J］.城市建設理論研究：電子版，2015（18）：36～37.

［2］余紅.110kV變電站六氟化硫斷路器安全運行的相關問題研究［J］.中國高新技術企業，2011（21）：100～101.

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TM561.3

A

2095-2066（2016）26-0044-02

2016-8-16

賈 明（1975-），男，技師，本科，主要從事變電檢修工作。

李文超（1973-），男，技師，大專，主要從事變電檢修工作。

周 興（1977-），男，技師，本科，主要從事變電檢修工作。

周葛城（1983-），男，技師，研究生，主要從事變電檢修工作。